【手続補正書】
【提出日】平成18年1月23日(2006.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  第１の超臨界状態の媒体を含む第１の処理媒体を被処理基板上に供給して基板処理を行う第１の工程と、
第２の超臨界状態の媒体を含む第２の処理媒体を前記被処理基板上に供給することにより、前記被処理基板上にＣｕ拡散防止膜を形成する第２の工程と、
第３の超臨界状態の媒体を含む第３の処理媒体を前記被処理基板上に供給することにより、前記被処理基板上にＣｕ膜を形成する第３の工程とを有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】  前記Ｃｕ拡散防止膜は、金属膜または前記金属の窒化膜の単層膜または前記金属膜と前記金属の窒化膜の積層膜よりなることを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】  前記第２の工程は、前記金属膜を形成する工程または前記金属の窒化膜を形成する工程または前記金属膜と前記金属の窒化膜の積層膜を形成する工程よりなることを特徴とする請求項２記載の基板処理方法。
【請求項４】  前記第２の超臨界状態の媒体は、超臨界状態のＣＯ2、超臨界状態の窒化化合物、および超臨界状態のＣＯ2と超臨界状態の窒化化合物が混合されたもののいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項５】  前記窒素化合物はＮＨ3であることを特徴とする請求項４記載の基板処理方法。
【請求項６】  前記第２の処理媒体は、前記第２の超臨界状態の媒体に金属を含む前駆体化合物を添加したものであることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項７】  前記金属はＴａであることを特徴とする請求項６記載の基板処理方法。
【請求項８】  前記金属を含む前駆体化合物はＴａＦ5，ＴａＣｌ5，ＴａＢｒ5，ＴａＩ5よりなる群より選ばれることを特徴とする請求項７記載の基板処理方法。
【請求項９】  前記金属を含む前駆体化合物は有機金属化合物であることを特徴とする請求項７記載の基板処理方法。
【請求項１０】  前記有機金属化合物は、（Ｃ5Ｈ5）2ＴａＨ3，（Ｃ5Ｈ5）2ＴａＣｌ3のいずれかであることを特徴とする請求項９記載の基板処理方法。
【請求項１１】  前記第２の工程は、前記金属窒化膜を含む膜を形成した後で、前記第２の超臨界状態の媒体によって前記被処理基板表面の第２の処理媒体および副生成物を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１０のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項１２】  前記第３の超臨界状態の媒体は、超臨界状態のＣＯ2であることを特徴とする請求項１〜１１のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項１３】  前記第３の処理媒体は、前記第３の超臨界状態の媒体に銅を含む前駆体化合物を添加したものであることを特徴とする請求項１〜１２のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項１４】  前記銅を含む前駆体化合物は、Ｃｕ+2（ヘキサフルオロアセチルアセトネート）2、Ｃｕ+2（アセチルアセトネート）2、およびＣｕ+2（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン）2のいずれかであることを特徴とする請求項１３記載の基板処理方法。
【請求項１５】  前記銅を含む前駆体化合物は、Ｃｕ+1（ヘキサフルオロアセチルアセトネート）とシリロレフィンリガンドを含み、前記シリロレフィンリガンドは、トリメチルビニルシラン（ｔｍｖｓ）、アリルオキシトリメチルシリル（ａｏｔｍｓ）、ジメチルアセチレン（２−ブチン）、２−メチル−１−ヘキシン−３−イン（ＭＨＹ）、３−ヘキシン−２，５−ジメトキシ（ＨＤＭ）、１，５−シクロオクタジエン（１，５−ＣＯＤ）、およびビニルトリメトキシレン（ＶＴＭＯＳ）からなる群から選択されることを特徴とする請求項１３記載の基板処理方法。
【請求項１６】  前記第３の工程は、前記Ｃｕ膜を形成した後で、前記第３の超臨界状態の媒体によって前記被処理基板表面の第３の処理媒体および副生成物を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１５のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項１７】  前記第１の超臨界状態の媒体は、超臨界状態であるＣＯ2であることを特徴とする請求項１〜１６のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項１８】  前記第１の処理媒体は、前記第１の超臨界状態の媒体にエッチング剤を添加したものであることを特徴とする請求項１〜１７のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項１９】  前記エッチング剤はキレート剤、ハロゲン化合物、酸、アミンのいずれかであることを特徴とする請求項１８記載の基板処理方法。
【請求項２０】  前記第１の工程において、前記第１の処理媒体によって前記被処理基板上のＣｕ表面に形成された当該Ｃｕの酸化膜が除去されることを特徴とする請求項１〜１９のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項２１】  前記第１の工程は、前記第１の処理媒体による前記基板処理を行った後で、前記第１の超臨界状態の媒体によって前記被処理基板表面の第１の処理媒体および副生成物を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜２０のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項２２】  被処理基板を処理する処理容器において、前記第１の工程、前記第２の工程および前記第３の工程が行われることを特徴とする請求項１〜２１のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項２３】  前記第１の工程が前記被処理基板を処理する処理容器で行われ、前記第２の工程が別の処理容器で行われ、前記第３の工程がさらに別の処理容器で行われることを特徴とする請求項１〜２１のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項２４】  被処理基板を処理する処理容器において前記第１の工程および前記第２の工程が行われ、別の処理容器において前記第３の工程が行われることを特徴とする請求項１〜２１のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項２５】  被処理基板を処理する処理容器において前記第１の工程がおこなわれ、別の処理容器において前記第２の工程および前記第３の工程が行われることを特徴とする請求項１〜２１のうち、いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項２６】  請求項１〜２５のうち、いずれか一項記載の基板処理方法を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２７】  超臨界状態の媒体を用いて基板処理を行う基板処理装置であって、
被処理基板を保持する保持台と、
前記保持台を内部に備えた処理容器と、を有し、
前記超臨界状態の媒体にエッチング剤を加えた第１の処理媒体、前記超臨界状態の媒体に第１の金属を含む第１の前駆体を加えた第２の処理媒体、および前記超臨界状態の媒体に第２の金属を含む第２の前駆体を加えた第３の処理媒体が、前記処理容器内に供給可能に構成されていることを有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２８】  前記エッチング剤、前記第１の前駆体、および前記第２の前駆体のうちのいずれかと、前記超臨界状態の媒体とを混合する混合器を有することを混合する混合器を有することを特徴とする請求項２７記載の基板処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、
請求項１に記載したように、
第１の超臨界状態の媒体を含む第１の処理媒体を被処理基板上に供給して基板処理を行う第１の工程と、
第２の超臨界状態の媒体を含む第２の処理媒体を前記被処理基板上に供給することにより、前記被処理基板上にＣｕ拡散防止膜を形成する第２の工程と、
第３の超臨界状態の媒体を含む第３の処理媒体を前記被処理基板上に供給することにより、前記被処理基板上にＣｕ膜を形成する第３の工程とを有することを特徴とする基板処理方法により、また、
請求項２に記載したように、
前記Ｃｕ拡散防止膜は、金属膜または前記金属の窒化膜の単層膜または前記金属膜と前記金属の窒化膜の積層膜よりなることを特徴とする請求項１記載の基板処理方法により、また、
請求項３に記載したように、
前記第２の工程は、前記金属膜を形成する工程または前記金属の窒化膜を形成する工程または前記金属膜と前記金属の窒化膜の積層膜を形成する工程よりなることを特徴とする請求項２記載の基板処理方法により、また
請求項４に記載したように、
前記第２の超臨界状態の媒体は、超臨界状態のＣＯ2、超臨界状態の窒化化合物、および超臨界状態のＣＯ2と超臨界状態の窒化化合物が混合されたもののいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、また、
請求項５に記載したように、
前記窒素化合物はＮＨ3であることを特徴とする請求項４記載の基板処理方法により、また、
請求項６に記載したように、
前記第２の処理媒体は、前記第２の超臨界状態の媒体に金属を含む前駆体化合物を添加したものであることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、また、
請求項７に記載したように、
前記金属はＴａであることを特徴とする請求項６記載の基板処理方法により、また、
請求項８に記載したように、
前記金属を含む前駆体化合物はＴａＦ5，ＴａＣｌ5，ＴａＢｒ5，ＴａＩ5よりなる群より選ばれることを特徴とする請求項７記載の基板処理方法により、また、
請求項９に記載したように、
前記金属を含む前駆体化合物は有機金属化合物であることを特徴とする請求項７記載の基板処理方法により、また、
請求項１０に記載したように、
前記有機金属化合物は、（Ｃ5Ｈ5）2ＴａＨ3，（Ｃ5Ｈ5）2ＴａＣｌ3のいずれかであることを特徴とする請求項９記載の基板処理方法により、また、
請求項１１に記載したように、
前記第２の工程は、前記金属窒化膜を含む膜を形成した後で、前記第２の超臨界状態の媒体によって前記被処理基板表面の第２の処理媒体および副生成物を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１０のうち、いずれか１項記載の半導体装置の製造方法により、また、
請求項１２に記載したように、
前記第３の超臨界状態の媒体は、超臨界状態のＣＯ2であることを特徴とする請求項１〜１１のうち、いずれか１項記載の半導体装置の製造方法により、また、
請求項１３に記載したように、
前記第３の処理媒体は、前記第３の超臨界状態の媒体に銅を含む前駆体化合物を添加したものであることを特徴とする請求項１〜１２のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、また、
請求項１４に記載したように、
前記銅を含む前駆体化合物は、Ｃｕ+2（ヘキサフルオロアセチルアセトネート）2、Ｃｕ+2（アセチルアセトネート）2、およびＣｕ+2（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン）2のいずれかであることを特徴とする請求項１３記載の基板処理方法により、また、
請求項１５に記載したように、
前記銅を含む前駆体化合物は、Ｃｕ+1（ヘキサフルオロアセチルアセトネート）とシリロレフィンリガンドを含み、前記シリロレフィンリガンドは、トリメチルビニルシラン（ｔｍｖｓ）、アリルオキシトリメチルシリル（ａｏｔｍｓ）、ジメチルアセチレン（２−ブチン）、２−メチル−１−ヘキシン−３−イン（ＭＨＹ）、３−ヘキシン−２，５−ジメトキシ（ＨＤＭ）、１，５−シクロオクタジエン（１，５−ＣＯＤ）、およびビニルトリメトキシレン（ＶＴＭＯＳ）からなる群から選択されることを特徴とする請求項１３記載の基板処理方法により、また、
請求項１６に記載したように、
前記第３の工程は、前記Ｃｕ膜を形成した後で、前記第３の超臨界状態の媒体によって前記被処理基板表面の第３の処理媒体および副生成物を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１５のうち、いずれか１項記載の半導体装置の製造方法により、また、
請求項１７に記載したように、
前記第１の超臨界状態の媒体は、超臨界状態であるＣＯ2であることを特徴とする請求項１〜１６のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、また、
請求項１８に記載したように、
前記第１の処理媒体は、前記第１の超臨界状態の媒体にエッチング剤を添加したものであることを特徴とする請求項１〜１７のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、また、
請求項１９に記載したように、
前記エッチング剤はキレート剤、ハロゲン化合物、酸、アミンのいずれかであることを特徴とする請求項１８記載の基板処理方法により、また、
請求項２０に記載したように、
前記第１の工程において、前記第１の処理媒体によって前記被処理基板上のＣｕ表面に形成された当該Ｃｕの酸化膜が除去されることを特徴とする請求項１〜１９のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、また、
請求項２１に記載したように、
前記第１の工程は、前記第１の処理媒体による前記基板処理を行った後で、前記第１の超臨界状態の媒体によって前記被処理基板表面の第１の処理媒体および副生成物を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜２０のうち、いずれか１項記載の半導体装置の製造方法により、また、
請求項２２に記載したように、
被処理基板を処理する処理容器において、前記第１の工程、前記第２の工程および前記第３の工程が行われることを特徴とする請求項１〜２１のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、また、
請求項２３に記載したように、
前記第１の工程が前記被処理基板を処理する処理容器で行われ、前記第２の工程が別の処理容器で行われ、前記第３の工程がさらに別の処理容器で行われることを特徴とする請求項１〜２１のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、また、
請求項２４に記載したように、
被処理基板を処理する処理容器において前記第１の工程および前記第２の工程が行われ、別の処理容器において前記第３の工程が行われることを特徴とする請求項１〜２１のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、また、
請求項２５に記載したように、
被処理基板を処理する処理容器において前記第１の工程がおこなわれ、別の処理容器において前記第２の工程および前記第３の工程が行われることを特徴とする請求項１〜２１のうち、いずれか１項記載の基板処理方法により、また、
請求項２６に記載したように、
請求項１〜２５のうち、いずれか一項記載の基板処理方法を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法により、また、
請求項２７に記載したように、
超臨界状態の媒体を用いて基板処理を行う基板処理装置であって、
被処理基板を保持する保持台と、
前記保持台を内部に備えた処理容器と、を有し、
前記超臨界状態の媒体にエッチング剤を加えた第１の処理媒体、前記超臨界状態の媒体に第１の金属を含む第１の前駆体を加えた第２の処理媒体、および前記超臨界状態の媒体に第２の金属を含む第２の前駆体を加えた第３の処理媒体が、前記処理容器内に供給可能に構成されていることを有することを特徴とする基板処理装置により、また、
請求項２８に記載したように、
前記エッチング剤、前記第１の前駆体、および前記第２の前駆体のうちのいずれかと、前記超臨界状態の媒体とを混合する混合器を有することを混合する混合器を有することを特徴とする請求項２７記載の基板処理装置により、解決する。
［作用］
本発明によれば、Ｃｕ拡散防止膜の形成およびＣｕ膜の埋め込みの双方を、超臨界状態の媒体を使って行うことが可能となる。超臨界状態の媒体は、金属、例えばＣｕもしくはＴａを含む前駆体化合物の溶解度が高く、かつ流動性に富んで拡散性が高いため、非常に微細なパターンにおいてもＣｕの拡散防止膜の形成およびＣｕ膜の埋め込みが可能となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
次にステップ３０４において、前記固体原料容器５２５ｂに保持されたＣｕ成膜プレカーサである前記固体原料５２６ｂを前記混合器５０２に導入する。まず、本ステップ３０４に移行するにあたって予め前記バルブ５１４および５２８ｂを開放し、また前記加圧ポンプ５１７ａを用いて前記固体原料容器５２５ｂをＣＯ2で加圧状態とする。また前記処理容器５２５ｂは前記エリア５０１Ｂの範囲であり、ヒータで加熱されているため、前記固体原料容器５２５ｂ内では超臨界状態のＣＯ2が生成される。さらに当該超臨界状態のＣＯ2はプレカーサの溶解度が高いため、当該超臨界状態のＣＯ2に、前記Ｃｕ成膜プレカーサである例えばＣｕ+2（ヘキサフルオロアセチルアセトネート）2である固体原料５２６ｂが十分に溶解して処理媒体が形成される。そこで本ステップ３０４において前記バルブ５２７ｂを開放して当該処理媒体を前記混合器５０２に供給する。その際、前記固体原料容器５２５ｂの圧力を維持するために、必要に応じて前記バルブ５２８ｂを開閉する。所定の時間前記バルブ５２７ｂを開放した後、前記バルブ５２７ｂを閉じる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
次にステップ３１４において、前記バルブ５１６ａが開放されて超臨界状態のＣＯ2が前記混合器５０２に導入され、当該超臨界状態のＣＯ2と前記液体原料５２３が十分に拡散・混合して処理媒体を形成する。所定の時間経過後前記バルブ５１６が閉じられる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2004228526.tif 000001
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2004228526.tif 000002
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2004228526.tif 000003
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2004228526.tif 000004
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2004228526.tif 000005
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2004228526.tif 000006
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2004228526.tif 000007
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2004228526.tif 000008
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2004228526.tif 000009
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2004228526.tif 000010